Antes de mais nada, o Brasil é o país com maior incidência de raios no mundo. Mais de 50 milhões caem de raios em solo tupiniquim todos os anos. Nesse sentido, é preciso pensar na segurança do edifício em tempos de chuva. Seja na instalação e manutenção periódica do SPDA – Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas, seja no projeto do SPDA para que o condomínio emita o AVCB. Com isso, podemos ver o quão esse assunto é importante e continue lendo para saber tudo sobre SPDA!
Com o propósito de auxiliar sua leitura, o texto todo foi dividido em tópicos. Ao clicar em um tópico no sumário você pode ir diretamente para a parte do texto que trata sobre o assunto.
1. O que é SPDA – Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas?
2.Quais os tipos de SPDA?
2.1 SPDA Externo
2.2 SPDA Interno
2.3 Como é o procedimento para Medição no SPDA?
2.3.1 Edifício em construção
2.3.2 Edifício já construído
2.3.3 Aparelhagem de Medição
3. Para Raios
3.1 Para raios Franklin
3.2 Para raios Melsens
3.3 Para raios que usam o método eletrogeométrico
4. Projeto de SPDA
4.1 Análise de Riscos
4.1.1 O que ocorre se meu estabelecimento não apresenta obrigatoriedade de SPDA?
4.2 Planta de Captação
4.3 Planta de Descida
4.4 Planta de Aterramento
5. Inspeção e manutenção do SPDA
O que é SPDA – Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas?
Antes de tudo, para a NBR 5419-3 o SPDA é a principal e mais eficaz medida de proteção contra danos físicos.
Do mesmo mesmo, quando bem dimensionado, garante a segurança dos edifícios desviando raios, como também salva as pessoas que estiverem perto.
Isso acontece por meio de três subsistemas externos que operam em conjunto na estrutura do SPDA.
A captação atrai os raios. Ao passo que, por meio da descida, leva os raios ao solo. Depois disso, através do aterramento, distribui a carga trazida para a malha de aterramento.
Quais os tipos de SPDA?
Conforme a norma, existe o SPDA interno e o externo:
SPDA Externo
De antemão, o SPDA externo é feito para barrar as descargas atmosféricas diretas à estrutura, incluindo as descargas laterais às estruturas, e conduzir a corrente da descarga atmosférica do ponto de impacto à terra.
O SPDA externo também tem a finalidade de dispersar esta corrente na terra sem causar danos térmicos ou mecânicos, nem centelhamentos perigosos que possam iniciar fogo ou explosões. Nesse SPDA as descidas são “por fora” da edificação. Vale ressaltar que a distância segue a NBR 5419 e pode ser de cobre ou fita de alumínio.
SPDA Interno
O SPDA Interno é destinado a reduzir os riscos com centelhamentos perigosos. Pode ocorrer, por exemplo entre o SPDA externo e instalações metálicas (escadas, tubulações).
Enquanto que temos descidas externas no primeiro tipo, no SPDA interno as descidas são pela estrutura, como podemos ver na figura abaixo:
Juntamente com isso, é importante dizer que a resistência na estrutura não pode ser superior a 0,2 Ω. Além disso é preciso que um instrumento adequado seja utilizado. O mesmo vai medir entre a parte mais alta e o nível do solo.
Logo, sendo superior, a norma recomenda um SPDA externo.
Como é o procedimento para Medição no SPDA?
Edifício em construção
Em primeiro lugar, o uso das ferragens precisa ser verificado. Por meio de um documento técnico oficial com fotos, é registrado a situação e os locais medidos. Dessa forma, a primeira verificação não é necessária.
Edifício já construído
Por outro lado, se não houver evidências de que as condições previstas para o uso das armaduras de concreto estão satisfeitas, é realizada a primeira verificação.
Antes de tudo, identifica-se os pilares de concreto . Por exemplo, em cada um dos pilares, na parte mais alta, próxima à cobertura, e na parte mais baixa, próxima à fundação da edificação. Ao mesmo tempo que uma ferramenta adequada remove o cobrimento de concreto a fim de expor a armadura de aço.
A Figura F.1 apresenta um esquema de medição.
Aparelhagem de Medição
Considerando as distâncias, o sistema de medida deve utilizar a configuração de quatro fios (conforme Figura F.1).
Dessa maneira, evita-se o erro provocado pela resistência própria dos cabos de ensaio . Por exemplo, a norma recomenda os miliohmímetros de quatro terminais com escalas
Acrescenta-se que o miliohmímetro é um instrumento portátil. Inclusive, a exatidão das medições é garantida por um sistema de amplificação de sinais de última geração. Ainda mais, as leituras são mostradas no display sendo entre 2kΩ e 0,01mΩ.
Para Raios
Desde já, o para raios é um dispositivo usado para proteger as edificações e sua função básica é criar um caminho seguro para a descarga elétrica. Bem como é parte de um sistema completo de proteção contra raios e agora falaremos sobre seus tipos.
Para raios Franklin
Vale ressaltar que esse foi um dos primeiros inventados.
Antes de mais nada, a haste de captação no topo da edificação e o cone determina o volume de proteção. Como podemos conferir na imagem abaixo, consideramos a altura da construção e o nível de proteção para dimensionar.
Bem como há uma haste metálica onde ficam os captores. Ainda tem um cabo que atinge o solo, no aterramento, e leva a energia da descarga elétrica. Vale dizer que é ideal para edificações de pequeno porte. Devido a essa condição, é capaz de proteger um estabelecimento com altura máxima de 45 metros ou 15 andares.
Para raios Melsens
Os para-raios de Melsens usam como princípio a gaiola de Faraday. A estrutura da Gaiola de Faraday é, como o nome sugere, a formação de uma gaiola no topo da edificação.
Ainda mais, utilizam esse tipo de proteção em indústrias, edificações com baixa altura e em empresas com galpões.
Baseado na teoria de Faraday, em que o interior da gaiola fica isento do campo elétrico externo, esse método utiliza captores formados por condutores horizontais. Em outras palavras, formam uma malha interligada que se conecta com a terra em uma distância apropriada.
Para raios que usam o método eletrogeométrico
Em contrapartida, há os para-raios que usam o método eletrogeométrico (ou método da esfera rolante). Tal qual o nome sugere, é utilizado uma esfera que deve rolar pela edificação. Em outras palavras, onde a esfera estiver haverá maior chance de descargas atmosféricas tocarem a construção.
Dessa maneira, são traçados raios de proteção a partir do para raio principal e forma uma esfera. Se esta esfera tiver alguma intersecção com a estrutura é necessário à alocação de outro para raio, que assim protegerá eficientemente a estrutura.
Projeto de SPDA
A partir dessas informações, agora podemos entender como as etapas de um projeto de SPDA funcionam!
Dessa maneira…Quais as plantas? Como saber o modelo de SPDA que atende melhor as necessidades da minha edificação? E quanto a Instalação e Manutenção. Qual a frequência? Essas questões serão detalhadas logo abaixo.
Análise de Riscos
Acrescenta-se que o risco é a provável perda média anual em uma estrutura devido às descargas atmosféricas.
Para efeitos de gerenciamento, é considerado algumas perdas. Desde perda de vida humana até perda de valores econômicos.
Dessa forma devemos levar em conta para o cálculo algumas informações. Por exemplo, a estrutura da edificação, as instalações e atividades que executam. Em seguida, obtemos o Rt (Risco Tolerável). Em síntese, sabemos se o SPDA é ou não obrigatório a partir do risco tolerável.
O que ocorre se meu edifício não apresenta obrigatoriedade de SPDA?
Anteriormente, entendemos que para o SPDA ser obrigatório nessas edificações depende de uma análise prévia dos riscos que a estrutura pode sofrer com as descargas atmosféricas.
Portanto as edificações que forem dispensadas do uso do SPDA precisam obter uma Análise de Riscos com ART (Anotação de Responsabilidade Técnica). A ART é assinada por um engenheiro. Este documento comprova a inexistência de riscos à estrutura e ter uma pessoa responsável, legalmente, por essa questão.
Planta de Captação
Nos subsistemas do SPDA, existem captores.
Nesse sentido, é importante escolher o método aceitável para determinar a posição do subsistema de captação. Isso inclui o método do ângulo de proteção, esfera rolante ou método da malhas.
Nessa fase também é analisada a classe do SPDA. No projeto é detalhado o captor com sua altura, a forma como a descarga está sendo transmitida no topo do prédio (sendo por cobre ou fita de alumínio).
Outro ponto é que na planta com vista superior, temos a distância dos condutores de descida juntamente com os anéis condutores de acordo com a Classe do SPDA.
Planta de Descida
Analogamente, a planta de Descida tem o propósito de reduzir a possibilidade de danos devido à corrente de descarga atmosférica fluindo pelo SPDA. Os condutores de descida são dispostos a fim de promover o caminho para a corrente elétrica.
Também temos a indicação se será SPDA é externo ou interno. Sendo interno, a partir dos detalhes podemos ver a caracterização dos componentes da estrutura. Da mesma forma, é detalhado as conexões e o tipo de condutor: cobre ou fita de alumínio sendo SPDA externo.
Planta de Aterramento
Semelhantemente as plantas anteriores, mostra a disposição das haste de aterramento e como ela está interligada com o subsistema de descida.
Vale ressaltar que o eletrodo de aterramento em anel deve ser enterrado na profundidade de no mínimo 0,5 m e ficar posicionado à distância aproximada de 1 m ao redor das paredes externas. É importante instalar os eletrodos de aterramento de tal maneira a permitir sua inspeção durante a construção.
Ainda mais, o eletrodo de aterramento é uma parte ou conjunto do subsistema de aterramento. Também é capaz de realizar o contato elétrico direto com a terra e que dispersa a corrente da descarga atmosférica nesta.
No caso de aterramento natural, as armaduras de aço conectadas nas fundações de concreto podem ser utilizadas como eletrodos de aterramento, desde que sua continuidade elétrica seja garantida.
Sob o mesmo ponto de vista, os métodos para garantir essa continuidade são idênticos aos utilizados para os condutores de descida.
As armaduras do concreto das vigas de fundação são utilizadas como eletrodo de aterramento. Por conta disso devem ser tomados cuidados especiais nas interconexões para prevenir rachaduras do concreto.
Dessa forma, para que o projeto e a instalação do SPDA saiam do papel, é preciso analisar se tudo foi idealizado dentro dos parâmetros exigidos pela NBR 5419.
A norma estabelece todas as condições que envolvem um SPDA. A NBR 5419 dispõe também sobre a manutenção do sistema e sobre a segurança dos profissionais envolvidos no projeto e na instalação de um SPDA.
Inspeção e manutenção do SPDA
Vale destacar que após o projeto e a instalação do SPDA, outra etapa importante é a inspeção visual do sistema.
A inspeção é importante para apontar os itens deteriorados do sistema. Temos dois períodos para realização: 1 ano para estruturas contendo munição ou explosivos, ou em locais expostos à corrosão atmosférica severa; 3 anos para as demais estruturas.
Portanto, é perigoso um SPDA sem manutenção com componentes deteriorados e que não funcione corretamente.
Além de expor empresas e condomínios à incidência de raios que podem gerar choques e mortes, queima de equipamentos, também causam prejuízos financeiros por danos à estrutura da edificação.
Bem, com todas essas informações, você já sabe a importância de um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA).